Kitajski preboj pretvori onesnaženo odpadno vodo v amoniak za proizvodnjo gnojil
Kitajska ekipa je razvila metodo za pretvorbo nitrata v odpadni vodi v amoniak. Ta novi postopek iz-pretvorbe-odpadkov v-vire, ki se uporablja kot osrednja sestavina gnojila s sečnino, je cenejši, energetsko-učinkovit in nekak-spremenljiv.
Trenutno kmetijske in industrijske odpadne vode pogosto vsebujejo velike količine nitratov. To izhaja iz stvari, kot so uporabljena gnojila, živalski odpadki, kemični rastlinski odpadki in čiščenje odplak.
Preveč tega je lahko pogubno za lokalne ekosisteme, kar vodi do težav, kot je cvetenje alg. To pa vodi do mrtvih območij v vodnih poteh, kjer pade raven kisika, kar ubije vodne organizme, kot so ribe.
Lahko povzroči tudi onesnaženje podtalnice in s tem povezana zdravstvena tveganja za ljudi in živali. Da bi se temu izognili, večina držav običajno čisti odpadno vodo za odstranjevanje nitratov, vendar je to drago in energetsko-potratno.
Toda pri tem morda manjka trik, saj nitrat vsebuje velike količine dušika, ki je sploh ključna sestavina gnojila. Tako se je ena kitajska ekipa odločila najti način, kako izkoristiti ta ogromen potencialni vir.
Preboj-v-gnojila
Amoniak, če ne veste, je ena najpomembnejših industrijskih kemikalij na svetu. Uporablja se za izdelavo stvari, kot so gnojila, eksplozivi, kemikalije, hladilna sredstva in potencialno prihodnji vodikovi energetski sistemi.
Vendar pa je pretvorba v te kemikalije običajno zelo draga in energijsko-intenzivna. To se običajno izvede z uporabo nečesa, kar se imenuje Haber-Boschev postopek, ki meša čisti dušik in vodik, da nastane amoniak.
Ta proces zahteva zelo visoke temperature in tlake, ki se običajno dosežejo z uporabo zemeljskega plina. Po nekaterih poročilih naj bi to na svetovni ravni porabilo približno 1-2 % svetovne porabe energije.
Torej, če lahko namesto tega naredite amoniak iz odpadnega nitrata, potencialno zmanjšate onesnaževanje, zmanjšate porabo energije in zmanjšate odvisnost od uvoženih surovin. Lahko bi torej ustvaril nekakšno krožno proizvodnjo gnojil, in to je velik zalogaj.
Jedro odkritja je nov super katalizator, ki pomaga procesu. To so, če ne veste, posebni materiali, ki pripomorejo k hitrejši in učinkovitejši kemični reakciji.
V tem primeru je kitajska ekipa uporabila nekaj, kar se imenuje dvo{0}}atomski katalizator (DAC). To se razlikuje od tradicionalnih katalizatorjev, ki uporabljajo materiale z enim atomom ali nanodelce.
Potrebno je več dela
Za pretvorbo nitrata v amoniak je uporaba dveh komplementarnih atomov ključna za več{0}}stopenjske procese, kot je ta. To je zato, ker atomska "ekipa za oznake" bolje omogoča prenose elektronov, vmesne molekule, prekinitev vezi in tvorjenje vezi.
Zanimivo je, da je ekipa uporabila tudi umetno inteligenco (AI), da bi pomagala najti najboljše atomske pare za delo. Namesto izvajanja na tisoče fizičnih poskusov-in-napak jim je umetna inteligenca pomagala zožiti najboljše potenciale za testiranje in prihranila veliko ur izgubljenega časa.
In to se je res obrestovalo. Po mnenju ekipe je katalizator skoraj trikrat bolj učinkovit od drugih podobnih katalizatorjev. Če je res, to pomeni, da bi lahko proizvedel veliko večji izkoristek amoniaka, stopnje pretvorbe in manj odpadkov.
Vse to pomeni večjo korist za vaš denar, hkrati pa se ukvarjate z zelo resnim industrijskim in kmetijskim onesnaževalom. Brez dvoma preboj, vendar je pomembno omeniti, da je to še vedno v teku.
Trenutno je ekipa le uspela predstaviti katalizator v laboratorijskih pogojih v majhnih serijah. Treba je še dokazati, ali lahko deluje v "resničnem svetu", ali ga je mogoče prilagoditi in ali lahko proces obvladuje različne onesnaževalce poleg nitratov v krmnih odpadnih vodah.
